Domowy mini router cnc. Budowa domowej frezarki CNC

Dla wielu domowych rzemieślników może się wydawać, że jest to gdzieś na granicy fantazji, ponieważ ten sprzęt jest urządzeniem złożonym pod względem konstrukcyjnym, technicznym i elektronicznym.

Tymczasem mając pod ręką odpowiednie rysunki, całość niezbędny materiał i narzędzie, mini domowa obrabiarka do drewna wyposażona w CNC, możesz to zrobić sam.

Oczywiście trzeba będzie włożyć w to trochę wysiłku, także finansowego, ale nie ma rzeczy niemożliwych, a jeśli odpowiednio i ze znajomością sprawy podejdzie się do tego zagadnienia, każdy może sobie zrobić domową frezarkę stołową do mini drewna z jednostką CNC Mistrz domu.

Jak wiecie, taka mini jednostka do drewna wyróżnia się dokładnością obróbki, łatwością zarządzania wszystkimi procesami pracy, a także wysoka jakość ukończony produkt.

Obecnie istnieje kilka sposobów na wdrożenie domowej roboty frezarki stołowej CNC w wersji mini do obróbki drewna i innych materiałów.

Przede wszystkim możesz kupić specjalny zestaw do zbierania tego typu konstrukcji lub możesz samodzielnie wykonać całą niezbędną pracę, uzyskując wynik gotowy produkt z wysokiej jakości obróbką.

Jeśli decyzja zostanie podjęta konieczna praca zaprojektować i zmontować minifrezarkę biurkową do obróbki drewna i innych materiałów za pomocą CNC, aby zrobić to sam, własnymi rękami, powinieneś zacząć od wybrania najbardziej optymalnego schematu dla przyszłej jednostki.

W takim przypadku jako początkowe wyposażenie możesz wziąć mały stary Wiertarka i wymienić korpus roboczy w postaci wiertła bezpośrednio na frez.

Pamiętaj, aby dokładnie przemyśleć, w jaki sposób zostanie ustawiony mechanizm odpowiedzialny za niezbędny ruch w trzech niezależnych płaszczyznach.

Możesz spróbować złożyć taki mechanizm z recyklingowanych wózków ze starej drukarki, co zapewni ruch noża roboczego w dwóch płaszczyznach.

Tutaj będzie można po prostu podłączyć niezbędne oprogramowanie, które umożliwi automatyczne wykonanie domowej frezarki CNC na pulpicie, jednak taki projekt może działać tylko na drewnie, plastiku lub cienkim metalu.

Aby złożona we własnym zakresie frezarka mogła wykonywać poważniejsze operacje, musi być wyposażona w silnik krokowy o dużej mocy.

Możesz dostać ten typ silnika z standardowy wariant silnik elektryczny z powodu drobnych modyfikacji. To całkowicie wyeliminuje użycie napędu śrubowego, przy jednoczesnym zachowaniu wszystkich jego zalet.

Niezbędna siła na wale w domowej jednostce najlepiej jest przenoszona przez paski zębate.

W przypadku, gdy w celu zapewnienia niezbędnego ruchu noża roboczego w domowej frezarce CNC zdecydowano się na użycie domowych wózków z drukarek, lepiej jest zabrać te urządzenia z dużych modeli drukarek na te cele.

Tworząc jednostkę frezującą CNC własnymi rękami, Specjalna uwaga należy poświęcić wykonanie mechanizmu frezującego, co będzie wymagało odpowiednich rysunków.

Montaż frezarki

Najlepiej jest wziąć prostokątną belkę jako podstawę domowej frezarki, która powinna być mocno zamocowana na prowadnicach.

Cała konstrukcja musi mieć wysoką sztywność, a lepiej, jeśli prace spawalnicze zostanie ograniczona do minimum.

Faktem jest, że w każdym przypadku szwy spawalnicze ulegają zniszczeniu i odkształceniu pod pewnymi obciążeniami, podczas pracy maszyny jej rama będzie narażona między innymi na wibracje, które mogą niekorzystnie wpływać na te elementy mocujące, które z kolei doprowadzi do awarii w ustawieniach.

Aby zwiększyć sztywność, zaleca się mocowanie belki i elementów mocujących za pomocą śrub o określonych średnicach.

Powinno to całkowicie wyeliminować ewentualny luz podczas pracy frezarki CNC, a także ugięcie prowadnic pod dużymi obciążeniami.

Dokładnie na tej samej zasadzie samodzielna frezarka i grawerka wyposażona w CNC jest montowana własnymi rękami. Proces samodzielnego montażu dość funkcjonalnej frezarki CNC opisano szczegółowo na poniższym filmie.

W projekcie jednostki obowiązkowe jest zapewnienie podnoszenia narzędzia roboczego w pozycji pionowej, dla której zaleca się użycie przekładni śrubowej.

Z kolei dla niezbędnego powrotu obrotów bezpośrednio do śruby pociągowej należy zastosować pasek zębaty.

Oś pionowa, będąca jednocześnie nieodzownym elementem każdej frezarki CNC, wykonana jest z aluminiowej płyty.

Należy go dokładnie dopasować do wymiarów, które uzyskano na etapie projektowania urządzenia i wpisano na odpowiednich rysunkach.

W domu możesz odlać oś pionową za pomocą płyty muflowej, w takim przypadku powinieneś wziąć aluminium.

Następnie bezpośrednio za osią należy zamontować dwa silniki krokowe, z których jeden będzie odpowiadał za ruch poziomy, a drugi odpowiednio za ruch pionowy.

Cały obrót musi być przenoszony przez pasy. Po zamontowaniu wszystkich elementów domową frezarkę należy sprawdzić w działaniu za pomocą sterowania ręcznego, aw przypadku stwierdzenia wad należy je wyeliminować na miejscu.

Trochę o silnikach krokowych

Każda jednostka CNC, w tym grawerka, jest koniecznie wyposażona w silniki elektryczne typu krokowego.

Podczas montażu domowego sprzętu do frezowania CNC jako taki silnik można wykorzystać silniki ze starych drukarek igłowych. Większość drukarek igłowych ma dwa takie elementy o wystarczającej mocy.

Ponadto drukarki igłowe posiadają również pręty stalowe wykonane z wytrzymałej stali, które można wykorzystać również w domowej maszynie.

W takim przypadku należy zauważyć, że do złożenia takiej jednostki własnymi rękami potrzebne będą trzy oddzielne silniki krokowe, co oznacza, że \u200b\u200bbędziesz musiał poszukać i zdemontować dwie drukarki igłowe.

Lepiej jest, jeśli takie silniki mają około pięciu oddzielnych przewodów sterujących, ponieważ w tym przypadku funkcjonalność domowej maszyny wzrośnie kilkakrotnie.

Wybierając silniki krokowe do domowej frezarki CNC, należy ustalić liczbę ich stopni na krok, a także napięcie robocze i rezystancję uzwojenia.

Pomoże to później poprawnie skonfigurować całe oprogramowanie sprzętowe.

Wał silnika krokowego najlepiej przymocować gumowym kablem z grubym uzwojeniem. Pomoże również przy mocowaniu samego silnika bezpośrednio do kołka.

Możesz wykonać zaciski z rękawa zrób to sam za pomocą śruby. Aby to zrobić, weź nylon, a jako narzędzie wiertło i pilnik.

Jak wykonać grawerkę i frezarkę z blokiem CNC własnymi rękami, szczegółowo opisano na poniższym filmie.

Świadczenie elektroniczne

Głównym elementem każdej maszyny CNC jest jej oprogramowanie.

W takim przypadku możesz skorzystać z domowej roboty, która będzie zawierała wszystkie niezbędne sterowniki do zainstalowanych kontrolerów, a także silniki krokowe, a ponadto standardowe zasilacze.

Wymagany jest port LPT. Trzeba będzie też pomyśleć program pracy, który zapewni nie tylko kontrolę, ale także zarządzanie wszystkimi niezbędnymi trybami pracy.

Bezpośrednio samą jednostkę CNC należy podłączyć do jednostki frezującej przez powyższy port, zawsze poprzez zamontowane silniki.

Wybierając niezbędne oprogramowanie do domowej roboty maszyny, trzeba polegać na takim, które zdążyło już udowodnić swoją stabilną pracę i ma dużą funkcjonalność.
Wideo:

Należy pamiętać, że elektronika wpłynie głównie na dokładność i jakość wszystkich operacji wykonywanych na urządzeniach CNC.

Po zainstalowaniu całej niezbędnej elektroniki należy pobrać wszystkie programy i sterowniki niezbędne do działania frezarki biurkowej.

Ponadto bezpośrednio przed uruchomieniem maszyny zgodnie z jej przeznaczeniem należy sprawdzić działanie oprogramowania elektronicznego iw razie potrzeby usunąć na miejscu wszystkie stwierdzone niedociągnięcia.

Wszystkie powyższe operacje montażu frezarki CNC własnymi rękami nadają się również do stworzenia domowej wytaczarki współrzędnościowej, a także wielu innych urządzeń tej klasy.

W każdym razie, jeśli wszystkie prace związane z montażem jednostki frezującej wyposażonej w CNC własnymi rękami zostaną wykonane poprawnie i zgodnie z technologią, mistrz domu będzie można wykonać wiele skomplikowanych operacji, zarówno na metalu, jak i drewnie.

Jak zrobić własną frezarkę CNC szczegółowo opisano w filmie w naszym artykule.

Zestaw, za pomocą którego zmontujesz swoją frezarkę CNC.
W Chinach sprzedawane są gotowe obrabiarki, recenzja jednej z nich została już opublikowana na Muska. Sami zmontujemy maszynę. Powitanie…
UPD: linki do plików

Jeszcze podam link do recenzji gotowej maszyny od AndyBig. Nie będę się powtarzał, nie będę cytował jego tekstu, wszystko napiszemy od nowa. W tytule wymieniono tylko zestaw z silnikami i sterownikiem, części będzie więcej, postaram się dać linki do wszystkiego.
A to... Z góry przepraszam czytelników, nie robiłem przy tym specjalnie zdjęć, bo. w tym momencie nie zamierzałem robić recenzji, ale podniosę maksymalnie zdjęcia procesu i postaram się podać szczegółowy opis wszystkich węzłów.

Celem recenzji jest nie tyle chwalenie się, co pokazanie możliwości zrobienia asystenta dla siebie. Mam nadzieję, że ta recenzja da komuś do myślenia i że da się to nie tylko powtórzyć, ale też ulepszyć. Iść…

Jak narodził się pomysł:

Tak się złożyło, że od dawna jestem związana z rysunkami. Te. Mój działalność zawodowaściśle z nimi związane. Ale to jedna sprawa, gdy tworzysz rysunek, a potem zupełnie inni ludzie ożywiają projektowany obiekt, a zupełnie inna jest sytuacja, gdy sam ożywiasz projektowany obiekt. A jeśli wydaje mi się, że z budownictwem idzie mi dobrze, to z modelarstwem i innymi sztukami użytkowymi już niekoniecznie.
Tak więc przez długi czas marzyłem o narysowaniu obrazu w programie AutoCAD, aby zrobić walnięcie - i jest w naturze przed tobą, możesz go użyć. Pomysł ten od czasu do czasu wymykał się spod kontroli, ale nie mógł urzeczywistnić niczego konkretnego, dopóki…

Dopóki nie zobaczyłem REP-RAP trzy czy cztery lata temu. Cóż, drukarka 3D była bardzo interesująca rzecz, a pomysł na zebranie się sam długo się kształtował, zbierałem informacje o różnych modelach, o zaletach i wadach różnych opcji. W pewnym momencie, klikając w jeden z linków, trafiłem na forum, na którym ludzie siedzieli i dyskutowali nie o drukarkach 3D, ale o frezarkach CNC. I być może stąd hobby zaczyna swoją podróż.

Zamiast teorii

W skrócie o frezarkach CNC (piszę celowo własnymi słowami, nie kopiując artykułów, podręczników i instrukcji).

Frezarka działa dokładnie odwrotnie niż drukarka 3D. W drukarce, krok po kroku, warstwa po warstwie, budowany jest model poprzez stapianie polimerów, na frezarce za pomocą frezu usuwane jest „wszystko, co zbędne” z detalu i uzyskiwany jest wymagany model.

Aby obsługiwać taką maszynę, potrzebujesz niezbędnego minimum.
1. Podstawa (korpus) z prowadnicami liniowymi i mechanizmem transmisyjnym (może być śruba lub pasek)
2. Wrzeciono (widzę, że ktoś się uśmiechnął, ale tak to się nazywa) - właściwy silnik z tuleją zaciskową, w którą wmontowane jest narzędzie robocze - frez.
3. Silniki krokowe - silniki umożliwiające kontrolowane ruchy kątowe.
4. Sterownik - płytka sterująca przekazująca napięcie do silników zgodnie z sygnałami otrzymanymi z programu sterującego.
5. Komputer z zainstalowanym programem sterującym.
6. Podstawowe umiejętności rysowania, cierpliwość, chęć i dobry nastrój.))

Punkty:
1. Baza.
według konfiguracji:

Podzielę na 2 typy, są bardziej egzotyczne opcje, ale główne 2:

Z ruchomym portalem:
Właściwie projekt, który wybrałem, ma podstawę, na której zamocowane są prowadnice wzdłuż osi X. Portal porusza się wzdłuż prowadnic osi X, na których znajdują się prowadnice osi Y, a węzeł osi Z porusza się wzdłuż To.

Ze statycznym portalem
Ten projekt przedstawia się również jako bryła, która jest jednocześnie portalem, na którym znajdują się prowadnice osi Y i poruszający się wzdłuż niej węzeł osi Z, a oś X już porusza się względem portalu.

Według materiału:
z którego można zrobić ciało różne materiały, Najpopularniejszy:
- duraluminium - ma dobry stosunek masy, sztywności, ale cena (tylko dla hobbystycznego produktu domowej roboty) jest nadal przygnębiająca, chociaż jeśli są opinie na temat maszyny do zarabiania poważnych pieniędzy, nie ma opcji.
- sklejka - dobra sztywność przy wystarczającej grubości, niska waga, możliwość obróbki czymkolwiek :), a sama cena, arkusz sklejki 17 jest obecnie dość tani.
- stal - często stosowana na maszynach o dużej powierzchni obróbki. Taka maszyna oczywiście musi być statyczna (nie mobilna) i ciężka.
- MFD, plexi i monolityczny poliwęglan, nawet płyta wiórowa - też widziałem takie opcje.

Jak widać sama konstrukcja maszyny jest bardzo podobna zarówno do drukarki 3D jak i grawerki laserowej.
Celowo nie piszę o konstrukcjach frezarek 4, 5 i 6 osiowych, bo. na porządku dziennym jest domowa maszyna hobbystyczna.

2. Wrzeciono.
W rzeczywistości wrzeciona są wyposażone w chłodzenie powietrzem i wodą.
Chłodzone powietrzem są ostatecznie tańsze, ponieważ. dla nich nie jest konieczne blokowanie dodatkowego obiegu wody, pracują trochę głośniej niż wodne. Chłodzenie zapewnia zamontowany z tyłu wirnik, który przy dużych prędkościach wytwarza zauważalny przepływ powietrza, który chłodzi obudowę silnika. Im mocniejszy silnik, tym poważniejsze chłodzenie i większy przepływ powietrza, które może nadmuchać we wszystkich kierunkach
pył (wióry, trociny) przedmiotu obrabianego.

Chłodzony wodą. Takie wrzeciono działa prawie bezgłośnie, ale ostatecznie i tak nie słychać różnicy między nimi w trakcie pracy, ponieważ dźwięk materiału obrabianego przez nóż go zablokuje. Nie ma ciągu z wirnika, w tym przypadku oczywiście, ale jest dodatkowy obwód hydrauliczny. W takim obwodzie muszą znajdować się rurociągi, pompa do pompowania cieczy, a także miejsce do chłodzenia (chłodnica z przepływem powietrza). Zwykle do tego obwodu nie wlewa się wody, ale TOSOL lub glikol etylenowy.

Istnieją również wrzeciona o różnych pojemnościach, a jeśli wrzeciona o małej mocy można podłączyć bezpośrednio do tablicy sterowniczej, to silniki o mocy 1 kW lub większej należy podłączyć przez jednostkę sterującą, ale to nie o nas.))

Tak, często w domowych maszynach instalują szlifierki bezpośrednie lub frezy ze zdejmowaną podstawą. Taka decyzja może być uzasadniona, zwłaszcza przy wykonywaniu pracy o krótkim czasie trwania.

W moim przypadku wybrano wrzeciono chłodzone powietrzem o mocy 300 W.

3. Silniki krokowe.
Najczęściej stosowane silniki mają 3 rozmiary
NEMA17, NEMA23, NEMA32
różnią się wielkością, mocą i momentem roboczym
NEMA17 są zwykle używane w drukarkach 3D, ponieważ są za małe na frezarkę. musisz nosić ciężki portal, do którego podczas obróbki dodatkowo przykładane jest obciążenie boczne.
NEMA32 dla takiego statku jest zbędny, poza tym musiałbyś wziąć kolejną tablicę kontrolną.
mój wybór padł na NEMA23 z maksymalną mocą dla tej płyty - 3A.

Poza tym ludzie używają stepperów z drukarek, ale od tego czasu. Ja też ich nie miałem i nadal musiałem kupić, wybrałem wszystko w zestawie.

4. Kontroler
Płyta sterująca, która odbiera sygnały z komputera i przekazuje napięcie do silników krokowych, które poruszają osiami maszyny.

5. Komputer
Potrzebujesz osobnego komputera (prawdopodobnie bardzo starego) i być może są tego dwa powody:
1. Jest mało prawdopodobne, że zdecydujesz się umieścić frezarkę w pobliżu miejsca, w którym nawykłeś czytać Internet, bawić się zabawkami, prowadzić księgowość itp. Po prostu dlatego, że frezarka jest głośna i zakurzona. Zwykle maszyna stoi albo w warsztacie, albo w garażu (lepiej ogrzewanym). Moja maszyna stoi w garażu, w zimie jest przeważnie bezczynna, bo. brak ogrzewania.
2. Ze względów ekonomicznych zwykle używane są komputery, które nie są już przydatne w życiu domowym - intensywnie używane :)
Wymagania dotyczące samochodu w zasadzie o niczym:
- z Pentium 4
- obecność dyskretnej karty graficznej
- RAM od 512MB
- obecność złącza LPT (nie powiem nic o USB, nie studiowałem jeszcze wiadomości ze względu na sterownik działający na LPT)
taki komputer jest albo zabierany ze spiżarni, albo jak w moim przypadku kupowany za grosze.
Ze względu na małą moc maszyny staramy się nie instalować dodatkowego oprogramowania tj. tylko oś i program sterujący.

Dalej są dwie opcje:
- zainstaluj Windows XP (to słaby komputer, pamiętasz?) i program sterujący MATCH3 (są jeszcze inne, ale ten jest najpopularniejszy)
- wstawiliśmy niki i Linux CNC (mówią, że wszystko jest również bardzo dobre, ale nie opanowałem niks)

Dodam może, żeby nie urazić nadmiernie zamożnych ludzi, że całkiem możliwe jest postawienie nie czwartego pnia, ale jakiegoś rodzaju ai7 - proszę, jeśli ci się podoba i możesz sobie na to pozwolić.

6. Podstawowe umiejętności rysunkowe, cierpliwość, chęci i dobry nastrój.
Tutaj w skrócie.
Do pracy maszyny potrzebny jest program sterujący (zasadniczo plik tekstowy zawierający współrzędne ruchu, prędkość ruchu i przyspieszenie), który z kolei jest przygotowany w aplikacji CAM – zazwyczaj ArtCam, w tej aplikacji przygotowywany jest sam model, jego wymiary są ustawione, wybrane jest narzędzie skrawające.
Zwykle robię trochę więcej długa droga, robię rysunek, potem AutoCad, zapisuję *.dxf, ładuję do ArtCama i już tam przygotowuję UE.

Cóż, zacznijmy proces tworzenia własnego.

Przed zaprojektowaniem maszyny bierzemy kilka punktów za punkty wyjścia:
- Półosie wykonane będą z kołków konstrukcyjnych z gwintem M10. Oczywiście istnieją opcje bardziej zaawansowane technologicznie: wałek z gwintem trapezowym, śruba kulowa (kula), ale trzeba zrozumieć, że cena wydania pozostawia wiele do życzenia, a jak na maszynę hobbystyczną, cena to na ogół przestrzeń. Jednak z czasem zamierzam ulepszyć i zastąpić spinkę do włosów trapezem.
- Materiałem korpusu maszyny jest sklejka 16mm. Dlaczego sklejka? Dostępny, tani, wesoły. Możliwości jest naprawdę wiele, ktoś robi z duraluminium, ktoś z pleksi. Wolę sklejkę.

Wykonanie modelu 3D:

Rozwiertak:

Potem zrobiłem to, nie było już zdjęcia, ale myślę, że będzie jasne. Wydrukowałem skan na przezroczystych kartkach, wyciąłem i nakleiłem na arkusz sklejki.
Wycięte elementy i wywiercone otwory. Z narzędzi - wyrzynarka i śrubokręt.
Jest jeszcze jedna mała sztuczka, która ułatwi życie w przyszłości: przed wywierceniem otworów ściśnij wszystkie sparowane części zaciskiem i przewierć, aby uzyskać otwory równomiernie rozmieszczone na każdej części. Nawet jeśli podczas wiercenia wystąpi niewielkie odchylenie, wewnętrzne części połączonych części będą pasować, a otwór można nieco rozwiercić.

Równolegle robimy specyfikację i zaczynamy zamawiać wszystko.
co mi się stało:
1. Zestaw określony w ta recenzja zawiera: płytkę sterującą silnika krokowego (sterownik), silniki krokowe NEMA23 - 3 szt., zasilacz 12V, przewód LPT i chłodnicę.

2. Wrzeciono (jest to najprostsze, ale mimo to spełnia swoje zadanie), elementy złączne i zasilacz 12V.

3. Używany komputer Pentium 4, co najważniejsze, płyta główna ma LPT i dyskretną kartę graficzną + monitor CRT. Zabrałem go do Avito za 1000 rubli.
4. Wał stalowy: Ф20mm - L=500mm - 2szt, Ф16mm - L=500mm - 2szt, Ф12mm - L=300mm - 2szt.
Wziąłem go tutaj, w tym czasie w Petersburgu okazało się, że jest droższy. Przyszedł w ciągu 2 tygodni.

5. Łożyska liniowe: f20 - 4 szt., f16 - 4 szt., f12 - 4 szt.
20

16

12

6. Mocowania do wałków: f20 - 4 szt., f16 - 4 szt., f12 - 2 szt.
20

16

12

7. Nakrętki Caprolon z gwintem M10 - 3 szt.
Wziąłem razem z wałami na duxe.ru
8. Łożyska obrotowe, zamknięte - 6 szt.
W tym samym miejscu, ale Chińczycy też mają ich sporo
9. Drut PVA 4x2,5
jest offline
10. Koła zębate, kołki, nakrętki, zaciski - pęczek.
Jest to również offline, sprzętowo.
11. Zakupiono również komplet frezów

Więc zamawiamy, czekamy, kroimy i odbieramy.

Początkowo sterownik i zasilacz do niego były instalowane w obudowie razem z komputerem.

Później postanowiono umieścić sterownik w osobnej obudowie, tak po prostu się pojawił.

Cóż, stary monitor jakoś zmienił się na bardziej nowoczesny.

Jak powiedziałem na początku, nigdy nie myślałem, że napiszę recenzję, dlatego załączam zdjęcia węzłów i postaram się przybliżyć proces montażu.

Najpierw montujemy trzy osie bez śrub, aby jak najdokładniej wyrównać wały.
Bierzemy przednią i tylną ścianę obudowy, mocujemy kołnierze do wałów. Naciągamy 2 łożyska liniowe na oś X i wkładamy je do kołnierzy.

Mocujemy dno portalu do łożysk liniowych, staramy się obracać podstawę portalu tam iz powrotem. Jesteśmy przekonani o krzywiznie naszych dłoni, demontujemy wszystko i wiercimy trochę dziur.
W ten sposób uzyskujemy pewną swobodę ruchu wałów. Teraz zanęcamy kołnierze, wkładamy w nie wałki i poruszamy podstawą portalu tam iz powrotem, aby uzyskać płynny poślizg. Dokręcamy kołnierze.
Na tym etapie należy sprawdzić wypoziomowanie wałów, a także ich ustawienie wzdłuż osi Z (w skrócie, aby odległość od stołu montażowego do wałów była taka sama), aby nie zapełniać przyszły samolot roboczy później.
Ustaliliśmy oś X.
Mocujemy stojaki portalowe do podstawy, do tego użyłem beczek meblowych.

Przymocuj kołnierze dla osi Y do słupków, tym razem od zewnątrz:

Wkładamy wały z łożyskami liniowymi.
Naprawiamy tylną ścianę osi Z.
Powtarzamy proces regulacji równoległości wałów i mocowania kołnierzy.
Powtarzamy ten sam proces z osią Z.
Otrzymujemy dość zabawny projekt, który można przesuwać jedną ręką wzdłuż trzech współrzędnych.
Ważna kwestia: wszystkie osie powinny poruszać się swobodnie, tj. lekko pochylając konstrukcję, sam portal powinien poruszać się swobodnie, bez pisków i oporów.

Następnie przymocuj śruby prowadzące.
Odcinamy kołek konstrukcyjny M10 o wymaganej długości, wkręcamy nakrętkę kaprolonową mniej więcej pośrodku i po 2 nakrętki M10 z każdej strony. Jest to wygodne, po lekkim dokręceniu nakrętek wciśnij kołek we śrubokręt i trzymając nakrętki, dokręć.
Wkładamy łożyska do gniazd i wciskamy w nie kołki od wewnątrz. Następnie mocujemy kołki do łożyska za pomocą nakrętek z każdej strony i przeciwstawiamy się drugą, aby się nie poluzowały.
Mocujemy nakrętkę kaprolonu do podstawy osi.
Zaciskamy koniec kołka we wkrętarce i próbujemy przesunąć oś od początku do końca i z powrotem.
Tutaj czeka na nas jeszcze kilka radości:
1. Odległość od osi nakrętki do podstawy w środku (a najprawdopodobniej w momencie montażu podstawa będzie pośrodku) może nie pokrywać się z odległością w skrajnych położeniach, ponieważ wały pod ciężarem konstrukcji mogą się wyginać. Musiałem położyć karton wzdłuż osi X.
2. Skok wału może być bardzo ciasny. Jeśli wyeliminowałeś wszystkie zniekształcenia, rolę może odgrywać napięcie, tutaj konieczne jest uchwycenie momentu naprężenia mocowania za pomocą nakrętek do zamontowanego łożyska.
Po rozwiązaniu problemów i uzyskaniu swobodnego obrotu od początku do końca przystępujemy do montażu pozostałych śrub.

Do śrub mocujemy silniki krokowe:
Ogólnie rzecz biorąc, przy użyciu specjalnych śrub, czy to śruby trapezowej, czy kulowej, końce są na nich obrabiane, a następnie połączenie z silnikiem jest bardzo wygodnie wykonywane za pomocą specjalnego złącza.

Ale mamy słupek konstrukcyjny i musieliśmy pomyśleć, jak to naprawić. W tym momencie natknąłem się na wycięcie rury gazowej i przyłożyłem ją. Bezpośrednio „nawija się” na spinkę do włosów na silniku, wchodzi w szlifowanie, dokręca zaciskami - trzyma się bardzo dobrze.

Aby naprawić silniki, wziąłem aluminiową rurkę i przeciąłem ją. Regulowane podkładkami.
Do podłączenia silników wziąłem następujące złącza:

Przepraszam, nie pamiętam, jak się nazywają, mam nadzieję, że ktoś w komentarzach ci powie.
Złącze GX16-4 (dzięki Jager). Poprosiłem kolegę, żeby kupił w sklepie elektronicznym, po prostu mieszka niedaleko, ale okazało się, że dotarcie tam było dla mnie bardzo niewygodne. Jestem z nich bardzo zadowolony: pewnie trzymają, są przystosowane do większego prądu, zawsze można je odłączyć.
Stawiamy pole robocze, jest to również stół ofiarny.
Podłączamy wszystkie silniki do płyty sterującej z przeglądu, podłączamy do zasilacza 12 V, podłączamy do komputera kablem LPT.

Zainstaluj MACH3 na PC, wprowadź ustawienia i spróbuj!
O ustawieniu osobno, być może, nie napiszę. Mogłoby to trwać jeszcze kilka stron.

Mam całą radość, zachowało się nagranie z pierwszego uruchomienia maszyny:

Tak, kiedy ten film poruszał się wzdłuż osi X, nastąpiło okropne odbicie, niestety nie pamiętam dokładnie, ale w końcu znalazłem albo zwisającą podkładkę, albo coś innego, ogólnie zostało to rozwiązane bez problemów.

Następnie musisz umieścić wrzeciono, zapewniając jednocześnie jego prostopadłość (jednocześnie w X i Y) do płaszczyzny roboczej. Istota procedury polega na tym, że przyczepiamy ołówek do wrzeciona za pomocą taśmy elektrycznej, uzyskując w ten sposób wcięcie od osi. Płynnym opuszczaniem ołówka zaczyna rysować koło na tablicy. Jeśli wrzeciono jest zaśmiecone, okazuje się, że nie jest to okrąg, ale łuk. W związku z tym konieczne jest osiągnięcie wyrównania poprzez narysowanie okręgu. Zdjęcie z procesu zostało zachowane, ołówek jest nieostry, a kąt nie ten sam, ale myślę, że esencja jest jasna:

Znajdujemy gotowy model (w moim przypadku herb Federacji Rosyjskiej), przygotowujemy UE, podajemy go do MACH i ruszamy!
Maszyny:

zdjęcie w trakcie:

Cóż, oczywiście przechodzimy przez inicjację))
Sytuacja jest zarówno zabawna, jak i ogólnie zrozumiała. Marzymy o zbudowaniu maszyny i od razu zrobieniu czegoś super fajnego, ale ostatecznie rozumiemy, że tym razem zajmie to po prostu dużo czasu.

W skrócie:
Przy obróbce 2D (po prostu piłowanie) ustawiany jest kontur, który jest wycinany w kilku przejściach.
Dzięki obróbce 3D (tutaj można zanurzyć się w holivarze, niektórzy twierdzą, że to nie jest 3D, ale 2,5D, ponieważ obrabiany przedmiot jest obrabiany tylko z góry), ustawia się złożoną powierzchnię. A im wyższa dokładność pożądanego wyniku, im cieńszy jest używany frez, tym więcej przejść tego frezu jest potrzebnych.
Aby przyspieszyć proces, stosuje się obróbkę zgrubną. Te. najpierw próbkowana jest główna objętość za pomocą dużego noża, a następnie rozpoczyna się wykańczanie za pomocą cienkiego noża.

Następnie próbujemy, konfigurujemy, eksperymentujemy itp. Tutaj też działa zasada 10000 godzin ;)
Może nie będę Was już zanudzać opowieścią o budowie, tuningu itp. Czas pokazać efekty użytkowania maszyny - produktu.

Jak widać są to w większości wycięte kontury lub obróbka 2D. Obróbka trójwymiarowych figur zajmuje dużo czasu, maszyna stoi w garażu, a ja wpadam tam na chwilę.
Tutaj słusznie mnie zauważą - ale dalej ... zbudować taką bandurę, czy można wyciąć figurę układanką w kształcie litery U lub układanką elektryczną?
Jest to możliwe, ale to nie jest nasza metoda. Jak pamiętacie, na początku tekstu napisałem, że to pomysł zrobienia rysunku na komputerze i przekształcenia tego rysunku w produkt, stał się impulsem do stworzenia tej bestii.

Napisanie recenzji w końcu skłoniło mnie do aktualizacji maszyny. Te. aktualizacja była planowana wcześniej, ale „ręce nie sięgnęły”. Ostatnia zmiana wcześniej istniała organizacja domu dla maszyny:

Dzięki temu w garażu, gdy maszyna pracuje, jest znacznie ciszej i znacznie mniej kurzu.

Ostatnim upgradem był montaż nowego wrzeciona, a dokładniej mam teraz dwie wymienne podstawy:
1. Z chińskim wrzecionem 300 W do precyzyjnej pracy:

2. Z domowym, ale nie mniej chińskim frezem „Enkor” ...

Wraz z nowym routerem pojawiły się nowe możliwości.
Szybsze przetwarzanie, więcej kurzu.
Oto wynik zastosowania półokrągłego frezu do wpustów:

Cóż, szczególnie dla MYSKU
Prosty frez do wpustów prostych:

Przetwarzaj wideo:

Ograniczę się do tego, ale zgodnie z regulaminem należałoby zrobić bilans.

Wady:
- Drogi.
- Przez długi czas.
- Od czasu do czasu trzeba rozwiązywać nowe problemy (wyłączyły się światła, przetworniki, coś się rozplątało itp.)

Plusy:
- Proces tworzenia. Tylko to już uzasadnia stworzenie maszyny. Poszukiwanie rozwiązań pojawiających się problemów i ich realizacja polega na tym, że zamiast siedzieć na księdzu, wstajesz i idziesz coś robić.
- Radość z chwili wręczania własnoręcznie wykonanych prezentów. Tutaj trzeba dodać, że maszyna nie wykonuje całej pracy sama :) oprócz frezowania trzeba ją jeszcze obrobić, zeszlifować, pomalować itp.

Dziękuję bardzo, jeśli nadal czytasz. Mam nadzieję, że mój wpis, nawet jeśli nie zachęci do stworzenia takiej (lub innej) maszyny, poszerzy Wasze horyzonty i da do myślenia. Chcę również podziękować tym, którzy namówili mnie do napisania tego dzieła, bez niego najwyraźniej nie miałbym aktualizacji, więc wszystko jest na czarno.

Przepraszam za nieścisłości w sformułowaniach i ewentualne dygresje liryczne. Wiele trzeba było wyciąć, inaczej tekst okazałby się po prostu ogromny. Wyjaśnienia i uzupełnienia są oczywiście możliwe, piszcie w komentarzach - postaram się każdemu odpowiedzieć.

Powodzenia w staraniach!

Obiecane linki do plików:
- rysunek maszynowy,
- zamiatać,
format to dxf. Oznacza to, że możesz otworzyć plik w dowolnym edytorze wektorów.
Model 3D jest uszczegółowiony w 85-90 procentach, wiele rzeczy robiłem, czy to w czasie przygotowywania skanu, czy też na miejscu. Proszę zrozumieć i wybaczyć.)

Planuję kupić +151 Dodaj do ulubionych Podobała mi się recenzja +261 +487

Szczegółowo opisał cały proces tworzenia maszyny CNC do obróbki drewna i innych materiałów począwszy od projektowania.

1. Projektowanie

Przed zbudowaniem maszyny należy przynajmniej ręcznie narysować szkic, ale lepiej jest wykonać dokładniejszy trójwymiarowy rysunek za pomocą programu CAD. Autor projektu wykorzystał google sketchup, dość prosty (bezpłatny przez 30 dni) program. W przypadku bardziej złożonego projektu możesz wybrać Autocad.

Głównym celem rysunku jest znalezienie wymaganych wymiarów części w celu zamówienia ich przez Internet oraz upewnienie się, że wszystkie ruchome części maszyny będą do siebie pasować.

Jak widać autor nie wykorzystał szczegółowych rysunków z zaznaczonymi otworami do montażu, zarysował otwory w procesie budowy maszyny, ale taki wstępny projekt okazał się wystarczający.

Wymiary gabarytowe maszyny: 1050 x 840 x 400 mm.

Przesuw osi: X 730 mm, Y 650 mm, Z 150 mm

Długość szyn i śruby kulowej zależy od wielkości maszyny, którą masz na myśli.

Podczas projektowania maszyny CNC pojawia się kilka pytań, na które odpowiedź zależy od efektu końcowego.

Jaki rodzaj maszyny CNC chcesz wybrać?

Z ruchomym stołem czy z ruchomym portalem? Konstrukcje ruchomych stołów są często stosowane w przypadku małych maszyn, do 30x30 cm.Są łatwiejsze w budowie i mogą być sztywniejsze niż ruchome maszyny portalowe. Wadą przesuwania stołu jest to, że przy tej samej powierzchni cięcia całkowita powierzchnia maszyny jest dwukrotnie większa niż przy zastosowaniu konstrukcji z ruchomym portalem. W tym projekcie powierzchnia obróbki to około 65x65 cm, dlatego wybrano ruchomy portal.

Co chcesz obrabiać na maszynie CNC?

W tym projekcie maszyna przeznaczona była głównie do obróbki sklejki, twardego drewna i tworzyw sztucznych, a także aluminium.

Z czego zostanie zbudowana maszyna?

Zależy to głównie od materiału, który będzie obrabiany na maszynie. Idealnie, materiał użyty do wykonania maszyny powinien być mocniejszy niż materiał, który będzie obrabiany, lub przynajmniej tak samo wytrzymały. Dlatego jeśli chcesz ciąć aluminium, maszyna musi być zbudowana z aluminium lub stali.

Jakiej długości osi potrzebujesz?

Zgodnie z pierwotnym zamysłem maszyna CNC miała obrabiać sklejkę i MDF, które produkowane są w Holandii w rozmiarze 62 x 121 cm, dlatego dla Y odległość przejazdu powinna wynosić co najmniej 620 mm. Długość przesuwu wzdłuż osi X wynosi 730 mm, ponieważ inaczej maszyna zajmowałaby całą przestrzeń pomieszczenia. Dlatego oś X jest krótsza niż długość arkusza sklejki (1210 mm), ale można obrobić połowę, a następnie przesunąć arkusz do przodu i obrobić resztę. Dzięki tej sztuczce możliwe jest obrabianie na maszynie elementów znacznie większych niż długość osi X. Dla osi Z wybrano 150 mm, aby w przyszłości zastosować czwartą oś.

Jakiego rodzaju ruchu liniowego będziesz używać?

Istnieje wiele opcji systemu ruchu liniowego, jakość pracy w dużej mierze zależy od jego wyboru. Dlatego warto wydać na najlepszy system na który Cię stać. Autor projektu zdecydował, że tory liniowe są najlepsza opcja z tych, na które starczyło mu pieniędzy. Jeśli budujesz 3-osiowy router CNC, będziesz musiał kupić zestaw składający się z trzech zestawów prowadnic liniowych i dwóch łożysk liniowych na prowadnicę.

Jakiego układu napędowego posuwu użyjesz dla każdej osi?

Główne opcje napędu posuwu to: paski zębate, mechanizmy zębatkowe i przekładnia śrubowo-nakrętkowa. W przypadku domowych maszyn CNC najczęściej stosuje się przekładnię śrubowo-nakrętkową za pomocą pary śrub kulowych. Nakrętka jest przymocowana do ruchomej części maszyny, śruba jest zamocowana na obu końcach. Śruba jest przymocowana do silnika. Jeśli silniki się obracają, nakrętka z zamocowaną do niej ruchomą częścią maszyny przesunie się wzdłuż śruby i wprawi maszynę w ruch.

Śruba kulowa w tej maszynie służy do napędzania osi X i Y. Łożyska śrub kulowych zapewniają bardzo płynną jazdę, nie ma luzów, a jakość i szybkość cięcia jest lepsza.

W osi Z zastosowano wysokiej jakości pręt M10 ze stali nierdzewnej z domowym orzechem Delrin.

Typ silnika i sterownika

Zwykle silniki krokowe są stosowane w domowych maszynach CNC. Serwonapędy stosowane są głównie w przemysłowych maszynach CNC dużej mocy, są droższe i wymagają droższych sterowników. Zastosowano tu silniki krokowe 3Nm.

Typ wrzeciona

Projekt wykorzystuje seryjny Kress i ma ładny kołnierz mocujący 43 mm, a także wbudowany regulator prędkości (ale większość wrzecion ma tę drugą cechę).

Jeśli zamierzasz wykonywać naprawdę skomplikowane cięcie, powinieneś zwrócić uwagę na wrzeciona chłodzone wodą - są droższe od standardowych, ale są znacznie cichsze, mogą pracować na niskich obrotach bez przegrzania iz różnymi materiałami.

Wydatki

Ta maszyna CNC kosztowała około 1500 euro. Gotowy router CNC o podobnych specyfikacjach kosztuje dużo więcej, więc możesz zaoszczędzić pieniądze, budując własny.

2. Akcesoria do tworzenia maszyny CNC

Sprzęt elektryczny i elektronika:

3 silniki krokowe 3 Nm Nema 23;
3 sterowniki silników krokowych DM556 Leadshine;
Zasilacz 36 V do maszyn CNC;
płyta interfejsu 5-osiowa tabliczka zaciskowa CNC do sterowania sterownikami krokowymi;
Zasilanie 5V dla płyty interfejsu;
dwupozycyjny włącznik/wyłącznik;
kabel linkowy Ekranowany 4-żyłowy 18 AWG;
3 dotykowe wyłączniki krańcowe;
Wrzeciono: Kress FME 800 (odpowiednie również Bosch Colt lub Dewalt Compact Router).

Opcjonalny:

szafka/obudowa na sprzęt elektryczny;
ruchomy plastikowy kanał kablowy;
4-pinowe wtyczki kablowe.

Części mechaniczne:

prowadnice liniowe: dla X - SBR 20 dla Y i Z - SBR 16;
śruba kulowa (śruba kulowa) dla X i Y - średnica 16 mm, skok 5 mm4
jako śruba transmisyjna dla osi Z: stalowy trzpień gwintowany M10 z nakrętką Delrin własnej roboty;
profil aluminiowy: 30x60 mm, cięty na kawałki o długości 100 mm;
blacha aluminiowa o grubości 15 mm;
mocne antywibracyjne nóżki poziomujące.

programy:

Oprogramowanie CAD/CAM CamBam;
Program sterujący CNC Mach3

Maszyna jest zbudowana głównie z płyt aluminiowych o grubości 15 mm i profili aluminiowych 30x60 mm. Prace wykonano przy użyciu wiertarek i tokarek. Blachy i profile zostały zamówione docięte na wymiar.

3. Oś X

Rama podstawy wykonana jest z 4 kawałków profilu aluminiowego o przekroju 30x60 mm oraz dwóch paneli bocznych o grubości 15 mm. Na końcu profili znajdują się dwa otwory o średnicy 6,8 mm, za pomocą kranika wykonuje się gwint M8 wewnątrz otworów.

Gwintowanie na końcach profilu aluminiowego

Aby upewnić się, że otwory w panelach końcowych pasują do siebie, podczas wiercenia obie płyty zostały dociśnięte do siebie. W środku każdej płyty wywiercone są 4 otwory do zamontowania łożysk oraz cztery dodatkowe otwory w jednej z płyt bocznych do zamontowania silnika.

Z ich kawałków aluminium (50x50x20) powstały 4 klocki do zamocowania nóżek poziomujących. Bloki przykręcane są do profili zewnętrznych czterema śrubami M5 z nakrętkami meblowymi.

Prowadnice liniowe pasują bezpośrednio do profili aluminiowych. Dla osi X zastosowano szyny o średnicy 20 mm. Wstępnie wywiercone otwory w podstawie prowadnic liniowych dokładnie pasują do rowków w profilach aluminiowych. Do montażu wykorzystano śruby M5 oraz nakrętki meblowe.

4. Płyty boczne portalu

Boczne płyty portalu są prawie takie same, ale jedna z nich ma wywiercone cztery dodatkowe otwory do montażu silnika. Cały portal wykonany jest z płyt aluminiowych o grubości 15 mm. Aby otwory znalazły się dokładnie we właściwym miejscu, w dokładnie zaznaczonych miejscach wybijano wgłębienia punktakiem i wzdłuż tych oznaczeń wiercono otwory na wiertarce, najpierw wiertłem o mniejszej średnicy, a następnie wymaganym jeden.

Ze względu na sposób zaprojektowania portalu musiałem wywiercić otwory w końcach płyt bocznych i wykonać w nich gwinty M8.

5. Montaż portalu

Portal zmontowany i zainstalowany

Pozostała część portalu wykonana jest w taki sam sposób jak części boczne. Najtrudniejszą częścią było prawidłowe wyrównanie szyn liniowych, które musiały wyrównać się z krawędzią płyty. Zaznaczając dokładne położenie otworów, docisnąłem dwa kawałki profili aluminiowych do boków płytki, aby wyrównać prowadnice. W wywiercone otwory gwintowane M5. Podczas mocowania szyn do portalu należy zwrócić uwagę, aby odległość między szynami była taka sama na całej długości, szyny muszą być równoległe.

Łożyska liniowe są przymocowane do bocznej ściany portalu.

Kilka wsporników kątowych zapewnia dodatkową sztywność konstrukcji.

Płyta na spodzie portalu ma wywiercone 6 otworów do mocowania jej do płyt bocznych. Musiałem wywiercić dwa otwory w środku, aby przymocować uchwyt nakrętki.

6. Wózek osi Y

Wózek osi Y składa się z pojedynczej płyty, do której przymocowane są łożyska liniowe. Wiercenie otworów było dość łatwe, ale wymagana była duża precyzja. Do tej płyty przymocowane są łożyska osi Y i Z. Ponieważ łożyska liniowe są blisko siebie, nawet najmniejsza niewspółosiowość powoduje ich zatarcie. Karetka powinna łatwo przesuwać się z jednej strony na drugą. Szyny i łożyska wymagają regulacji. Do wyrównania użyto bardzo precyzyjnych przyrządów cyfrowych. Gdy wykonano nakrętkę napędową dla osi Y, trzeba było wywiercić dwa dodatkowe otwory w płycie, aby ją zamocować.

7. Oś Z

Prowadnice liniowe (szyny) osi Z są przymocowane do ruchomej części zespołu osi Z. Szyny musiały zostać przesunięte o kilka milimetrów od krawędzi płyty. Aby je wyrównać, jako przekładki użyto dwóch kawałków plastiku o pożądanej grubości. Wiadomo było na pewno, że krawędzie aluminiowej płyty są równoległe, dlatego między aluminiowe boki przymocowane do krawędzi płyty a szyny autor włożył kawałki plastiku, rozsuwając szyny na żądaną równą odległość, a następnie zaznaczył otwory, wywiercić je i naciąć gwint wewnętrzny.

Aby zamontować górną płytę do zespołu osi Z, należy wywiercić trzy otwory na końcu płyty montażowej. Nie było możliwości przymocowania silnika krokowego bezpośrednio do płytki, więc musiałem wykonać osobne plastikowe mocowanie silnika (patrz punkt 12).

Dwa bloki obudów łożysk wykonane są z tego samego tworzywa sztucznego. Śruba napędowa to stalowy pręt z gwintem M10. Koło pasowe rozrządu jest nawiercone, nagwintowane M10 i po prostu przykręcone do górnej części śruby napędowej. Utrzymuje się na trzech śrubach ustalających. Nakrętka napędowa Delrin jest mocowana do wózka osi Y.

Nakrętka napędowa Delrin jest mocowana do wózka osi Y.

Mocowanie wrzeciona zostało zamówione z wyprzedzeniem i posiada pierścień zaciskowy 43mm pasujący do Kressa użytego w projekcie.

Jeśli chcesz użyć wrzeciona chłodzonego wodą, często jest ono dostarczane z gotowym mocowaniem. Możesz także kupić mocowania osobno, jeśli chcesz użyć obudowy lufy Dewalt lub Bosch lub wydrukować je w 3D.

8. Paski rozrządu i koła pasowe

Często silniki są montowane na zewnątrz maszyny lub na osobnym stojaku. W takim przypadku silniki można podłączyć bezpośrednio do śruby kulowej za pomocą elastycznego sprzęgła. Ale ponieważ maszyna znajduje się w mały pokój, silniki zaburtowe będą przeszkadzać.

Dlatego silniki są umieszczone wewnątrz samochodu. Bezpośrednie podłączenie silników do śrub kulowych nie było możliwe, dlatego konieczne było zastosowanie pasków rozrządu i kół pasowych HTD5m o szerokości 9 mm.

Korzystając z napędu pasowego, można użyć przekładni redukcyjnej, aby połączyć silnik ze śrubą napędową, co pozwala na użycie mniejszych silników i uzyskanie tego samego momentu obrotowego, ale z mniejszą prędkością. Ponieważ silniki zostały wybrane dość duże, nie trzeba było redukować biegu, aby uzyskać większą moc.

9. Poduszki silnika

Mocowania silnika są wykonane z aluminiowych rurek o przekroju kwadratowym, przyciętych na wymiar na zamówienie. Możesz także wziąć stalową rurkę i wyciąć z niej kwadratowe kawałki. Mocowania silnika dla osi X i Y muszą mieć możliwość wsuwania i wysuwania w celu naprężenia pasków rozrządu. Szczeliny wykonano na tokarce i wywiercono duża dziura po jednej stronie uchwytu, ale można to również zrobić na wiertarce.

Duży otwór po jednej stronie uchwytu został wycięty piłą końcową. Dzięki temu silnik jest osadzony równo z podłożem, a także utrzymuje wał w środku. Silnik montowany jest za pomocą śrub M5. Po drugiej stronie uchwytu znajdują się cztery szczeliny, dzięki którym silnik może przesuwać się w przód iw tył.

10. Bloki łożyskowe

Bloki podporowe dla osi X i Y wykonane są z okrągłego pręta aluminiowego o średnicy 50 mm - wycina się z niego cztery kawałki o grubości 15 mm każdy. Po zaznaczeniu i wywierceniu czterech otworów montażowych wierci się duży otwór w środku przedmiotu obrabianego. Następnie wykonano wnękę na łożyska. Łożyska muszą być wciśnięte, a bloki przykręcone do płyt końcowych i bocznych.

11. Podpora nakrętki napędowej w osi Z

Zamiast śruby kulowej na oś Z użyłem pręta gwintowanego M10 i domowej roboty nakrętki z kawałka Delrinu. Poliformaldehyd Delrin doskonale nadaje się do tego celu, ponieważ jest samosmarujący i nie zużywa się z upływem czasu. Jeśli do gwintowania używasz gwintownika dobra jakość, gra będzie minimalna.

12. Podpory pod nakrętki napędowe wzdłuż osi X i Y

Dla osi X i Y mocowanie napędu wykonane jest z aluminium. Nakrętki śrub kulowych mają dwa małe kołnierze z trzema otworami po każdej stronie. Jeden otwór z każdej strony służy do mocowania nakrętki do uchwytu. Uchwyt jest obrabiany na tokarce z dużą precyzją. Po przymocowaniu nakrętek do gantry i wózka osi Y możesz spróbować przesunąć te części z jednej strony na drugą, obracając ręcznie śruby kulowe. Jeśli wymiary uchwytów są nieprawidłowe, nakrętka zakleszczy się.

Mocowanie osi Y.

13. Mocowanie silnika osi Z

Mocowanie silnika osi Z różni się od reszty. Jest wycięty z akrylu o grubości 12 mm. Napięcie paska można regulować, poluzowując dwie śruby u góry i przesuwając całe mocowanie silnika. Na ten moment mocowanie akrylowe sprawuje się świetnie, ale w przyszłości planowana jest wymiana na aluminiowe, ponieważ przy napinaniu paska akrylowa płytka lekko się ugina.

14. Powierzchnia robocza

Najlepszy byłby aluminiowy stół z rowkami teowymi, ale jest drogi. Autor projektu zdecydował się na zastosowanie blatu perforowanego, ponieważ mieści się w budżecie i daje wiele możliwości mocowania obrabianego przedmiotu.

Stół wykonany jest z kawałka sklejki brzozowej o grubości 18 mm i mocowany za pomocą śrub M5 i nakrętek teowych do profili aluminiowych. Zakupiono 150 nakrętek sześciokątnych M8. Za pomocą programu CAD narysowano siatkę z sześciokątnymi wycięciami dla tych nakrętek. Następnie maszyna CNC wycięła wszystkie te otwory na nakrętki.

Kawałek MDF o grubości 25 mm został zainstalowany na kawałku sklejki brzozowej. Jest to wymienna powierzchnia. Do wycięcia otworów w obu częściach użyto frezu o dużym kształcie. Otwory w płycie MDF są dokładnie wyrównane ze środkiem wcześniej wyciętych otworów sześciokątnych. Następnie usunięto kawałek MDF-u i wszystkie nakrętki wkręcono w otwory w sklejce. Otwory były nieco mniejsze niż nakrętki, więc nakrętki zostały w nie wbite. Po zakończeniu MDF wrócił na swoje miejsce.

Powierzchnia stołu jest równoległa do osi X i Y i jest całkowicie płaska.

15. Elektronika

Zastosowano następujące komponenty:

Zasilacz główny o napięciu wyjściowym 48V DC i prądzie wyjściowym 6,6A;
3 sterowniki silników krokowych Leadshine M542 V2.0;
3 silniki krokowe 3Nm hybrydowe Nema 23;
Płyta interfejsu;
przekaźnik - 4-32V DC, 25A/230V AC;
Wyłącznik główny;
zasilanie płyty interfejsu 5V DC;
zasilanie wentylatorów chłodzących 12V DC;
2 wentylatory Cooler Master Łożysko tulejowe 80mm;
2 gniazda - do wrzeciona i odkurzacza;
przycisk zatrzymania awaryjnego i wyłączniki krańcowe (jeszcze nie zainstalowane).

Jeśli nie chcesz wydawać dużych pieniędzy na zakup sprzętu osobno, możesz od razu kupić go w zestawie. Przed złożeniem zamówienia powinieneś pomyśleć o tym, jakiego rozmiaru silników krokowych potrzebujesz. Jeśli budujesz małą maszynę do cięcia drewna i plastiku, to silniki krokowe Nema 23, 1,9 Nm zapewnią Ci wystarczającą moc. Wybrano tutaj silniki 3Nm, ponieważ sama maszyna jest dość duża i ciężka, a planowano również obróbkę materiałów takich jak aluminium.

W przypadku małych silników można ładować trzy silniki, ale lepiej jest użyć osobnych sterowników. Niestandardowe sterowniki Leadshine są mikrostopniowane, aby osiągnąć maksymalną płynność i zmniejszyć wibracje silnika krokowego. Sterowniki w tym projekcie mogą obsłużyć maksymalnie 4,2 A i do 125 mikrokroków.

Źródło napięcia stałego 5 V jest podłączone do głównego wejścia zasilania. Wentylatory mają gniazdko elektryczne wewnątrz obudowy, więc do ich zasilania używają standardowego zasilacza ściennego 12 V. Główne zasilanie jest włączane i wyłączane za pomocą dużego przełącznika.

Przekaźnik 25A jest sterowany przez komputer za pomocą wyłącznika. Zaciski wejściowe przekaźnika są połączone z zaciskami wyjściowymi wyłącznika. Przekaźnik jest podłączony do dwóch gniazda elektryczne, które zasilają Kress i odkurzacz do wiórów. Gdy kod G kończy się poleceniem M05, zarówno odkurzacz, jak i wrzeciono zostają automatycznie wyłączone. Aby je włączyć, możesz nacisnąć klawisz F5 lub użyć polecenia kodu G M03.

16. Szafka na elektronikę

Na sprzęt elektryczny potrzebna jest dobra szafka. Autor narysował na kartce przybliżone rozmiary i rozmieszczenie wszystkich elementów, starając się rozmieścić je tak, aby wszystkie zaciski były łatwo dostępne podczas podłączania przewodów. Ważne jest również zapewnienie wystarczającego przepływu powietrza przez szafkę, ponieważ sterowniki krokowe mogą się bardzo nagrzewać.

Zgodnie z projektem wszystkie kable powinny być podłączone z tyłu obudowy. Zastosowano specjalne złącza 4-przewodowe, dzięki którym możliwe było odłączenie elektroniki od maszyny bez odłączania którejkolwiek z końcówek przewodów. Przewidziano dwa gniazda do zasilania wrzeciona i odkurzacza. Gniazda zasilania są podłączone do przekaźnika, aby automatycznie włączać i wyłączać wrzeciono za pomocą poleceń Mach3. Powinien być duży przełącznik z przodu szafki.

Części do szafy są cięte na samej maszynie CNC

Ponadto, po przybliżonym rozplanowaniu części, zaprojektowano części kadłuba w programie CAD. Następnie na samej maszynie, już zmontowanej, wszystkie boki i podstawa są wycinane. Na górze szafki znajduje się pokrywa z kawałkiem pleksiglasu pośrodku. Po złożeniu wszystkie elementy zostały zamontowane w środku.

17. Oprogramowanie

Mach3

Do sterowania maszyną CNC potrzebne są trzy rodzaje oprogramowania.

Program CAD do tworzenia rysunków.
Program CAM do tworzenia ścieżek narzędzi i wyjścia G-code.
I program kontrolera, który odczytuje kod G i steruje routerem.

Ten projekt wykorzystuje prosty program Kambam. Posiada podstawowe funkcje CAD i nadaje się do większości projektów DIY. Jednocześnie jest to program CAM. Zanim CamBam będzie mógł tworzyć ścieżki, należy ustawić kilka parametrów. Przykładami parametrów są średnica używanego narzędzia, głębokość skrawania, głębokość na przejście, prędkość skrawania itp. Po utworzeniu ścieżki narzędzia można wyprowadzić kod G, który mówi maszynie, co ma robić.

Rysunek stworzony w CamBam

Mach3 jest używany do oprogramowania kontrolera. Mach3 wysyła sygnały przez port równoległy komputera do płyty interfejsu. Polecenia Mach3 wyzerują narzędzie tnące i uruchomią programy cięcia. Możesz go również użyć do sterowania prędkością wrzeciona i prędkością skrawania. Mach3 ma kilka wbudowanych kreatorów, których można użyć do wyprowadzenia prostych plików G-code.

Ścieżka narzędzia stworzona przez CamBam

18. Korzystanie z maszyny

W pierwszej kolejności wykonano kilka zacisków do mocowania obrabianych materiałów do stołu roboczego. A pierwszym „dużym” projektem była szafka na elektronikę (poz. 15).

Jako pierwsze próbki kilka różne rodzaje zębatki, pudełka na kostki do gitary.

odpylacz

Okazało się, że maszyna CNC wytwarza dużo kurzu i hałasuje. Aby rozwiązać problem z kurzem, wykonano odpylacz, do którego można podłączyć odkurzacz.

3-osiowy router CNC

Maszyna użytkownika SorenS7 .

Bez routera CNC wiele projektów pozostanie niezrealizowanych. Autor doszedł do wniosku, że wszystkie maszyny tańsze niż 2000 euro nie są w stanie podać wielkości powierzchni roboczej i dokładności, której potrzebuje.

Co było wymagane:

obszar roboczy 900 x 400 x 120 mm;
stosunkowo ciche wrzeciono, gwarantujące dużą moc przy niskich prędkościach obrotowych;
jak największa sztywność (do obróbki części aluminiowych);
wysoki stopień dokładności;
Interfejs USB;
kosztować mniej niż 2000 euro.

Te wymagania zostały uwzględnione w projekcie 3D. Główną uwagę zwrócono na to, aby wszystkie części do siebie pasowały.

W efekcie zdecydowano się na zbudowanie routera z aluminiową ramą profilową, śrubami kulowymi 15mm oraz silnikami krokowymi NEMA 23, o prądzie roboczym 3A, które idealnie pasują do gotowego systemu montażowego.

Wszystkie części pasują idealnie i nie ma potrzeby wykonywania dodatkowych części specjalnych.

1. Wykonanie ramy

Oś X została zmontowana w kilka minut.

Prowadnice liniowe serii HRC są bardzo wysokiej jakości i od razu po zamontowaniu wiadomo, że będą działać idealnie.

Wtedy pojawił się pierwszy problem: śruby napędowe nie pasowały do łożysk. Dlatego zdecydowano się na chłodzenie śrub suchym lodem w celu zmniejszenia wymiarów.

2. Instalowanie wkrętów napędowych

Po schłodzeniu końców śrub lodem idealnie pasują do uchwytów.

3: Elektryczny

Montaż części mechanicznej zakończony, teraz kolej na elementy elektryczne.

Ponieważ dobrze znałem Arduino i chciałem mieć pełną kontrolę przez USB, wybrałem Arduino Uno z osłoną CNC i sterownikami silnika krokowego DRV8825. Instalacja nie była wcale trudna, a po ustawieniu parametrów zaczęto sterować maszyną z komputera PC.

Ale ponieważ DRV8825 działa głównie przy 1,9 A i 36 V (i bardzo się nagrzewa), pomija krok z powodu zbyt małej mocy. Długie mielenie w wysokich temperaturach nie byłoby dobre.

Następne w kolejności były tanie sterowniki Tb6560 podłączone do karty rozszerzeń. Nominalne napięcie okazało się niezbyt odpowiednie dla tej płytki. Podjęto próbę zastosowania zasilacza 36V.

W rezultacie dwa sterowniki pracują normalnie, trzeci nie wytrzymuje wyższego napięcia i obraca wirnik silnika krokowego tylko w jednym kierunku.

Znowu musiałem zmienić sterownik.

Dobrze zbliżony tbV6600. Jest prawie całkowicie pokryty aluminiowym radiatorem i jest łatwy w konfiguracji. Teraz silniki krokowe na osiach X i Y pracują z prądem 2,2 A, a na osi Z z prądem 2,7 A.

Konieczne było zabezpieczenie zasilania silników krokowych i przetwornicy częstotliwości przed drobnymi opiłkami aluminium. Istnieje wiele rozwiązań, gdy przetwornik jest wyjęty dość daleko od frezarki. Głównym problemem jest to, że urządzenia te generują dużo ciepła i wymagają aktywnego chłodzenia. Został znaleziony oryginalne rozwiązanie: Użyj 30-centymetrowych kawałków rajstop jako rękawa ochronnego, taniego i przyjemnego oraz zapewniającego wystarczający przepływ powietrza.

4. Wrzeciono

Wybór odpowiedniego wrzeciona nie jest łatwy. Początkowo pomysł polegał na użyciu standardowego wrzeciona Kress1050, ale ma ono tylko 1050 watów przy 21000 obr./min, więc nie oczekuj dużej mocy przy niższych prędkościach.

Frezowanie na sucho części aluminiowych i stalowych wymaga 6000-12000 obr./min. Kupiono trzykilowatowe wrzeciono VFD z falownikiem, z dostawą z Chin kosztowało 335 euro.

Jest to dość mocne i łatwe w instalacji wrzeciono. Jest ciężki - waży 9 kg, ale mocna rama wytrzyma jego ciężar.

5. Montaż zakończony

Maszyna robi dobrą robotę, musiałem majstrować przy sterownikach silnika krokowego, ale generalnie efekt jest zadowalający. Wydałem 1500 euro i zbudowałem maszynę, która dokładnie odpowiada potrzebom twórcy.

Pierwszym projektem frezowania było wycięcie kształtowe w POM.

6: Wykańczanie do frezowania aluminium

Już podczas obróbki POM było jasne, że moment obrotowy na podporze Y jest zbyt duży, a maszyna ugina się pod dużymi obciążeniami wzdłuż osi Y, dlatego autor zakupił drugą prowadnicę i odpowiednio zmodernizował portal.

Po tym wszystko wróciło do normy. Koszt wykonania 120 euro.

Teraz możesz frezować aluminium. Stop AlMg4,5Mn dał bardzo dobre wyniki bez żadnego chłodzenia.

7. Wnioski

Aby stworzyć własną maszynę CNC, nie trzeba mieć siedmiu przęseł w czole, wszystko jest w naszych rękach.

Jeśli wszystko jest dobrze zaplanowane, nie trzeba mieć dużo sprzętu i idealnych warunków do pracy, wystarczy trochę pieniędzy, śrubokręt, chwytak i wiertarka.

Miesiąc zajęło opracowanie projektu w programie CAD oraz zamówienie i zakup komponentów, cztery miesiące montaż. Stworzenie drugiej maszyny zajęłoby znacznie mniej czasu, ponieważ autor nie miał doświadczenia w dziedzinie obrabiarek, a musiał się dużo nauczyć o mechanice i elektronice.

8. Akcesoria

Elektryczny:

Wszystkie części elektryczne są kupowane w serwisie eBay.

Arduino GRBL + CNC Shield: około 20 euro
Sterownik silnika krokowego: 12 euro za sztukę.
Zasilanie: 40 euro
Silniki krokowe: około 20 euro za sztukę
Wrzeciono + falownik: 335 euro

Mechanika:

Łożyska linioweŁUK 15 FN